Đề tài sóng điện từ và một số ứng dụng

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA VẬT LÝ ĐỀ TÀI: Giáo viên hướng dẫn: Lê Văn Hoàng Sinh viên thực hiện: Nguyễn Lê Thủy An Phùng Thu Hằng Nguyễn Thị Trung Kiên Lớp Lý 3A Niên khóa: 2008 - 2009 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com MỞ ĐẦU LÍ DO CHỌN ĐỀ TÀI Nhóm chọn đề tài “Sóng điện từ” lí sau: _ Việc nghiên cứu “Sóng điện từ” giúp hiểu rõ cầu nối “điện – từ học” “quang học” _ “Sóng điện từ” vấn đề quan trọng Vật lý học đời sống _ “Sóng điện từ” có nhiều ứng dụng khoa học kỹ thuật, thông tin liên lạc, y học, quân sự, đời sống hàng ngày… ĐỐI TƯƠNG NGHIÊN CỨU Học sinh sinh viên LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com MỤC LỤC MỞ ĐẦU MỤC LỤC Chương LỊCH SỬ SÓNG ĐIỆN TỪ 1.1 Sự tiên đốn sóng điện từ Maxwell năm 1864 1.1.1 Vài nét tiêu biểu: 1.1.2 Sự tiên đốn sóng điện từ Maxwell 1.2 Heinrich Hertz xác nhận ý tưởng Maxwell 1.2.1 Vài nét tiêu biểu 1.2.2 Thí nghiệm Hertz sóng điện từ Chương PHƯƠNG TRÌNH SĨNG ĐIỆN TỪ 10 2.1 Khái niệm sóng điện từ 10 2.2 Hệ phương trình Maxwell mô tả trường điện từ tự 10 2.3 Phương trình sóng điện từ 11 Chương PHÂN LOẠI SÓNG ĐIỆN TỪ 13 Chương ỨNG DỤNG SÓNG ĐIỆN TỪ 15 4.1 Radio waves: 15 4.1.1 Định nghĩa 15 4.1.2 Lịch sử 15 4.1.3 Ứng dụng 16 4.2 Micro waves 20 4.2.1 Định nghĩa 20 4.2.2 Tính chất 20 4.2.3 Ứng dụng: Lò vi ba 21 4.3 T- rays 22 4.3.1 Định nghĩa 22 4.3.2 Lịch sử 22 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 4.3.3 4.4 Ứng dụng 23 Infrared (Tia hồng ngoại) 27 4.4.1 Định nghĩa 27 4.4.2 Lịch sử 27 4.4.3 Tính chất 28 4.4.4 Ứng dụng 29 4.5 Visible light 35 4.5.1 Định nghĩa 35 4.5.2 Ứng dụng 36 4.6 Ultra Violet ( Tia tử ngoại) .40 4.6.1 Định nghĩa 40 4.6.2 Lịch sử 40 4.6.3 Tính chất 41 4.6.4 Ứng dụng 41 4.6.5 Tác hại 43 4.7 X rays .44 4.7.1 Định nghĩa 44 4.7.2 Tính chất 45 4.7.3 Ứng dụng 45 4.7.4 Tác hại 48 4.8 Gamma rays 50 4.8.1 Định nghĩa 50 4.8.2 Ứng dụng 51 TÀI LIỆU THAM KHẢO .56 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com CHƯƠNG LỊCH SỬ SÓNG ĐIỆN TỪ 1.1 Sự tiên đốn sóng điện từ Maxwell năm 1864 Hình 1.1 James Clerk Maxwell 1.1.1 Vài nét tiêu biểu: James Clerk Maxwell, sinh ngày 13 tháng năm 1831, Edinburgh, Scotland), ngày tháng 11 năm 1879 Ông nhà vật lý học người Scotland Ơng đưa hệ phương trình miêu tả định luật điện trường từ trường biết đến với tên gọi hệ phương trình Maxwell Đây hệ phương trình chứng minh điện trường từ trường thành phần trường thống nhất: điện từ trường Ông chứng minh trường điện từ truyền khơng gian dạng sóng với tốc độ khơng đổi 300000 Km/s đưa giả thuyết ánh sáng sóng điện từ Có thể nói Maxwell nhà vật lý học kỷ 19 có ảnh hưởng tới vật lý kỉ 20, người đóng góp vào cơng xây dựng mơ hình tốn học khoa học đại Vào năm 1931, nhân kỉ niệm 100 năm ngày sinh Maxwell, Albert Einstein ví cơng trình Maxwell “ sâu sắc hiệu mà vật lý học có từ thời Issac Newton” LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 1.1.2 Sự tiên đoán sóng điện từ Maxwell Hệ phương trình Maxwell bao gồm bốn phương trình, đề James Clerk Maxwell, dùng để mô tả trường điện từ tương tác chúng vật chất Bốn phương trình Maxwell mơ tả lần lượt:  Điện tích tạo điện trường nào? ( Định luật Gass)  Sự khơng tồn vật chất từ tích  Dòng điện tạo từ trường nào? ( Định luật Ampere)  Từ trường tạo điện trường nào? ( Định luật cảm ứng Faraday) Các công thức Maxwell vào năm 1865 bao gồm 20 phương trình với 20 ẩn số, nhiều phương trình coi nguồn gốc phương trình Maxwell ngày Các phương trình Maxwell tổng qt hóa định luật thực nghiệm người trước phát ra:  Chỉnh sửa định luật Ampere: phương trình cho chiều (x, y, z)  Định luật Gauss cho điện tích: phương trình  Mối quan hệ dòng điện tổng dòng điện dịch: phương trình cho chiều (x, y, z)  Mối quan hệ từ trường vectơ: phương trình cho chiều (x, y, z), khơng tồn từ tích  Mối quan hệ điện trường vô hướng vectơ: phương trình cho chiều (x, y, z), định luật Faraday  Mối quan hệ điện trường trường dịch chuyển: phương trình cho chiều (x, y, z)  Định luật Ohm mật độ dòng điện điện trường: phương trình cho chiều (x, y, z)  Phương trình cho tính liên tục: phương trình LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Các phương trình nguyên Maxwell viết lại Oliver Heaviside Willard Gibbs vào năm 1884 dạng phương trình vectơ Sự thay đổi diễn tả tính đối xứng trường cách biểu diễn toán học Những cơng thức có tính đối xứng nguồn gốc hai bước nhảy lớn vật lý đại Thuyết tương đối hẹp Vật lý lượng tử Maxwell mở rộng cơng trình Michael Faraday nhận thấy mối liên hệ khăng khít điện từ làm cho loại sóng điện từ trường nên tồn Thật vậy, hệ phương trình Maxwell cho phép đốn trước tồn sóng điện từ , có nghĩa có thay đổi yếu tố cường độ dịng điện, mật độ điện tích…sẽ sinh sóng điện từ truyền khơng gian 1.2 Heinrich Hertz xác nhận ý tưởng Maxwell Năm 1888, Heinrich Hertz làm thí nghiệm phát sóng điện từ xác nhận ý tưởng Maxwell Hình 1.2 Heinrich Hertz LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 1.2.1 Vài nét tiêu biểu Heinrich Rudolph Hertz, nhà vật lý học người Đức, người có cơng tìm sóng điện từ hiệu ứng quang điện, sinh Hamburg ngày 22-2-1857 Đầu tiên, ông học trường Đại học Tổng hợp Berlin, học trò xuất sắc nhà bác học Helmholtz Hertz nghiên cứu tĩnh điện học điện từ, góp phần to lớn vào việc chế tạo máy vô tuyến điện Năm 1887, ông công bố báo dao động điện nhanh Hertz chế tạo máy phát dao động điện cao tần, gọi "bộ rung Hertz" "bộ cộng hưởng" để phát dao động điện Với thiết bị trên, ơng xác lập trình cảm ứng tương tác mạch điện Năm 1888, ơng thu sóng điện từ thuyết Maxwell tiên đoán chứng minh sóng điện từ đồng với sóng ánh sáng, di chuyển ánh sáng điện nhanh tia Cathode xuyên qua ván hay nhôm mỏng Năm 1889, Hertz trở thành giáo sư trường Đại học Bonn Năm 1891, ông tổng kết cơng trình mình, khẳng định lý thuyết Maxwell Ơng khám phá nhiều tính chất ánh sáng tử ngoại, nghiên cứu điện động lực môi trường chuyển động, chế tạo dao động tử hở Kết cơng trình nghiên cứu Hertz ghi chép tập hợp lại tập kỷ yếu sau: Tạp tuyển, Nghiên cứu lan truyền lực điện Nguyên lý học Ông Bonn ngày 1-1-1894, có 37 tuổi Để ghi nhớ cơng lao Hertz, người ta dùng tên ông để đặt cho đơn vị tần số LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 1.2.2 Thí nghiệm Hertz sóng điện từ Hình 1.3 Thí nghiệm hertz sóng điện từ Nối nguồn xoay chiều cao tần vào hai đầu hai ống dây tự cảm L L’, hai đầu lại L L’ nối với hai kim loại có hai cầu kim loại A,B gần Khi điều chỉnh hiệu điện khoảng cách A , B cho có tượng phóng điện A, B điểm không gian lân cận A B có cặp vectơ cường độ điện trường cường độ từ trường biến thiên theo thời gian Sự tạo thành sóng điện từ: Hình 1.4 Sóng điện từ tự Kết thí nghiệm Hertz giải thích hai luận điểm Maxwell Khi có phóng điện, điện trường A B giảm, biến đổi theo thời gian, theo luận điểm thứ hai Maxwell, điện trường biến đổi sinh từ trường nghĩa điểm M, M1,M2,… xuất vectơ cường độ từ trường , …cũng biến đổi theo thời gian LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Theo luận điểm thứ Maxwell, từ trường biến đổi theo thời gian lại sinh điện trường xốy, điểm M, M1,M2 …lại xuất vectơ cường độ điện trường Như vậy, q trình phóng điện A B cặp vectơ ln chuyển hố cho truyền từ điểm tới điểm khác không gian, q trình truyền tạo thành sóng điện từ Sóng điện từ trường điện từ biến đổi truyền không gian LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 43 Hình 4.13 Một đoạn DNA vi khuẩn trước bị chiếu tia cực tím Hình 4.14 Đoạn gen bị phá hủy Tia cực tím tần số định diệt 99,99% vi khuẩn khơng loại bỏ tạp chất có nước Phương pháp sử dụng điện thường ứng dụng công đoạn cuối hệ thống lọc nước Khác với đun sôi, phương pháp tiết kiệm điện nhanh nhiều Đây phưong pháp xử lý an toàn kết hợp thêm với loại lọc than hoạt tính 4.6.5 Tác hại 4.6.5.1 Tia tử ngoại làm tăng nguy mắc ung thư da Trẻ em 18 tuổi không nên tiếp xúc lâu với ánh nắng mặt trời tắm nắng biện pháp khác nhau, khiến cho nguy mắc ung thư da tăng cao bước vào tuổi trưởng thành Theo đó, việc tiếp xúc với tia tử ngoại (tia UV) từ ánh nắng mặt trời cịn nhỏ điều hồn tồn khơng có lợi Điều nguy hiểm nhiều sử dụng phương pháp tắm nắng nhân tạo Những tia tử ngoại phát từ thiết bị chiếu tia tử ngoại tác động vào cấu trúc DNA, gây đột biến tổn thương cho DNA cuối cùng, tổn thương trở nên nghiêm trọng (quá trình diễn từ từ nhiều năm), khiến cho bệnh nhân mắc phải chứng ung thư da (lúc bệnh nhân tuổi trưởng thành) Ở độ tuổi trung bình khoảng 35 tuổi, nguy mắc ung thư da người tắm nắng trẻ cao 75% so với người bình thường LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 44 4.6.5.2 Tia tử ngoại gây hại cho mắt  Tia UV gây tác hại cho mắt: Các tia chiếu vng góc với giác mạc tất nhiên khơng gây hại cho nhãn cầu Viêm giác mạc hay viêm kết giác mạc phơi nắng mắt bị phơi nhiễm đáng với tia UV Các đầu tận thần kinh giác mạc bị tổn thương trước Sau lớp nội mơ bị biến đổi cấu trúc kiểu dị sản lắng đọng tinh thể  Đục thể thủy tinh: Nếu tia UV thường dạng đục vỏ hay nhân trung tâm, thường thấy nữ nhiều hơn, thói quen thích tắm nắng chị em  Võng mạc bị tổn hại tính lọc giác mạc thủy tinh thể khơng cịn ngun vẹn Tỷ lệ thối hóa hồng điểm người 70 tuổi nhóm lấy thủy tinh thể cao hẳn nhóm cịn thủy tinh thể khiến người ta nghi ngờ tia UV cịn gây thối hóa hồng điểm 4.7 X rays Hình 4.15 Hình ảnh X quang chụp tay đeo nhẫn, chụp Rontgen 4.7.1 Định nghĩa Tia X hay quang tuyến X hay X quang sóng điện từ có bước sóng khoảng 10 nanơmét đến 100 picơmét (tức tần số từ 30 PHz đến 3EHz) LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 45 4.7.2 Tính chất  Tia X có khả đâm xuyên Có thể qua giấy, vải, gỗ kim loại bị chì chặn lại Tia X có bước sóng ngắn xuyên sâu  Tia X có tác dụng mạnh lên phim ảnh, làm ion hóa khơng khí  Tia X có tác dụng làm phát quang nhiều  Tia X gây tượng quang điện hầu hết kim loại  Tia X có tác dụng sinh lí mạnh: hủy diệt tế bào, diệt vi khuẩn… 4.7.3 Ứng dụng 4.7.3.1 Một số ứng dụng thông dụng Tia X sử dụng nhiều để chiếu điện, chụp điện ( bị xương chỗ tổn thương bên thể cản mạnh da thịt ), để chẩn đốn bệnh tìm chỗ xương gãy, mảnh kim loại người…, để chữa bệnh ( ung thư ) Nó cịn dùng cơng nghiệp để kiểm tra chất lượng vật đúc, tìm vết nứt, bọt khí bên vật kim loại, để kiểm tra hành lí hành khách máy bay, nghiên cứu cấu trúc vật rắn… 4.7.3.2 Dùng X-quang chế tạo động Các kỹ sư Ford Motor ứng dụng tia X lượng cao trình chế tạo nghiên cứu động cơ, giúp nâng cao độ bền, giảm trọng lượng tiết kiệm nhiên liệu Tia X lượng cao giúp kỹ sư thiết kế chi tiết Ford thực cơng việc nhanh chóng hiệu Cùng có nguyên lý hoạt động bản, tia X y tế sinh từ điện 150.000 V (đủ nhìn thấy vết nứt xương xuyên qua thép dày mm), tia X mà kỹ sư Ford sử dụng sinh từ điện triệu V, giúp họ phân tích chi tiết có độ dày tới 500 mm, nghĩa gấp 80 lần so với thông thường LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 46 Hình 4.16 Động chụp tia X Trên thực tế, điện triệu V kỳ công tổ chức cá nhân, khơng kể tới phịng thí nghiệm qn Nếu bác sĩ chụp tia X cần dùng chì mỏng đủ bảo vệ sức khoẻ kỹ sư Ford phải giấu sau tường xi-măng dày tới 2,4 mét Tia X lượng cao trợ giúp kỹ sư trình chế tạo phận động 3,5 lít V6 Ford Ảnh X quang giúp kỹ sư tìm điểm cục có độ mềm không mong muốn khối máy nhôm đúc, chủ yếu q trình làm lạnh có tốc độ hạ nhiệt không ổn định Thông tin điểm sau nghiên cứu giải nhằm nâng độ bền mức cao Hơn nữa, vùng không cần nhiều độ cứng "bớt" lượng hợp kim để giảm trọng lượng động cơ, nâng cao hiệu suất sử dụng nhiên liệu tổng thể Các kỹ sư phân lớp hình ảnh tia X thành mẫu giả định khơng gian chiều máy tính dùng phần mềm thử nhiệm độ bền, dòng lưu thể, độ ồn, độ rung, độ ráp phận Ví như, kỹ sư tạo nên góp khơng gian chiều máy tính, sau kiểm tra ghi nhận lưu lượng khí Dựa số liệu ghi được, họ hiệu chỉnh thông số để có tốc độ khí tối ưu nhằm nâng cao tính động LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 47 Hình 4.17 Động 3,5 lít, V6 Ford Sau tất giai đoạn định hình, kiểm tra, thơng số tối ưu tập hợp lại đưa sang phận sản xuất Những cải tiến công nghệ giúp kỹ sư chế tạo động bền hơn, nhẹ tiết kiệm nhiên liệu 4.7.3.3 X-ray crystallography (Tinh thể học tia X) Tinh thể học tia X (X-ray crystallography) ứng dụng nhiều sinh học để xác định cấu trúc đại phân tử protein, DNA hay RNA Và phân tử phải chuyển dạng tinh thể Lí sử dụng tia X ta khơng thể nhìn thấy chi tiết vật nhỏ nửa bước sóng sử dụng Mà kích thước nguyên tử nhỏ, nên phải dùng tia X có bước sóng đủ ngắn để thấy chi tiết nguyên tử Tuy nhiên, lượng sóng tỉ lệ nghịch với bước sóng, nghĩa bước sóng ngắn lượng cao, dễ phá hỏng mẫu phân tử sinh học Đó lí mà phải chuyển dạng tinh thể để giảm phá hoại tia X Tia X chiếu vào tinh thể tương tác với electron hóa tri (valence electron) nguyên tử thành phần phân bố không gian Các electron tán xạ (scatter) tia X hướng, tùy vào xếp không gian nguyên tử [Cái giống dùng đèn pin lớn chiếu vào đèn chùm (chandelier) mà ta không phép nhìn thấy Dù khơng biết đèn chùm hình dáng thể nào, dựa vào bóng phản chiếu (các pattern) ta dự đốn xếp mảnh thủy tinh đèn chùm] Một hình LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 48 phía sau để lưu lại ví trí tán xạ cường độ tia X bị tán xạ Sau có liệu rồi, người ta dùng cơng thức tính tốn phức tạp để xác định vị trí electron bao quanh nguyên tử từ suy vị trí ngun tử Các mẫu nhiễu xạ thu có mối quan hệ với vật phát tán sóng chiếu tới thơng qua phép tốn biển đổi gọi biến đổi Fourier (Fourier transform) Nếu mật độ electron (electron density) bao quanh nguyên tử hàm tốn học, mẫu nhiễu xạ tia X thu tương ứng biến đối Fourier hàm Với tính chất biến đổi ngược phép biến đổi Fourier, ta dùng máy tính để xây dựng lại hình ảnh mật độ electron dựa vào ảnh mẫu nhiễu xạ PDB (Protein Data Bank) lưu trữ cấu trúc protein phân tử sinh học khác miễn phí sử dụng Để hiển thị cấu trúc 3D chúng, ta dùng phần mềm RasMol hay Pymol 4.7.4 Tác hại 4.7.4.1 Tác hại tia X liều lượng thấp Theo nhà khoa học Đức, liều lượng tia X thấp gây tổn thương lâu liều lượng cao Kết nghiên cứu họ phịng thí nghiệm khác kiểm chứng sau lặp lại động vật sống trước bác sĩ đưa dẫn tác động tia X liều thấp người Nhóm nghiên cứu Giáo sư Markus Lobrich thuộc ĐH Sarrlandes đứng đầu cho tế bào nằm đĩa cấy người tiếp xúc với nhiều mức tia X khác phịng thí nghiệm Kết cho thấy tổn thương liều xạ thấp kéo dài lâu từ vài ngày tới vài tuần so với tổn thương mức xạ mạnh gây Bức xạ ion hoá giống xạ tia X sản phẩm phân rã hạt nhân tạo gây bệnh máu trắng dạng ung thư khác Bức xạ gây đứt gãy ADN Trước đây, giới khoa học cho thể có khả sửa chữa đứt gãy tốc độ LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 49 Tuy nhiên, nhóm nghiên cứu Lobrich phát điều khơng Theo họ, thể khơng nhận mức tổn thương thấp khơng tiến hành công việc sửa chữa Khi tế bào bị tổn thương phân chia nhân lên, tổn thương không sửa chữa nhân theo Họ cho biết phát triển phương pháp xét nghiệm mà giúp bác sĩ tìm kiếm tổn thương di truyền người tiếp xúc với tia X liều lượng thấp chẳng hạn bệnh nhân ung thư điều trị xạ trị nhân viên y tế vận hành thiết bị tia X 4.7.4.2 Tác hại chụp X – quang Tia X độc hại, chụp X – quang không tiến hành điều kiện an tồn, phịng chụp, thiết bị chụp khơng đạt tiêu chuẩn an tồn Bộ y tế tổ chức y tế giới đề ra, với việc đội ngũ bác sỹ chụp X – quang khơng trang bị đầy đủ kiến thức điều nguy hiểm người bệnh Ngoài nguyên nhân từ phịng chụp X - quang khơng đạt chuẩn, bệnh nhân nhiễm xạ từ lạm dụng bác sĩ Theo khảo sát Cục kiểm soát an tồn xạ hạt nhân, có đến 55% phòng chụp X - quang Việt Nam không bảo đảm che chắn, 70% không đủ tiêu chuẩn kích thước, nhiều phịng chụp có mức chiếu xạ vượt – lần giới hạn cho phép Hậu điều thường rơi trực tiếp lên bệnh nhân Thậm chí chất tiết người vừa chụp X – quang gây tác hại lớn người xung quanh Gần đây, trung tâm y tế dự phòng Hà Nội, người ta phát tượng lạ xung quang khu vực chụp X – quang bệnh viện xanh thiếu tươi tốt, động vật chết không rõ nguyên nhân…Và quan chức khẳng định nguyên nhân tượng phòng chụp X – quang trung tâm y tế không đạt tiêu chuẩn an tồn, gây tác động xấu lớn đến mơi trường xung quanh LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 50 Ước tính năm nước có khoảng 2.500 người bị ung thư nhiễm xạ, thủ phạm khơng khác phịng chụp X - quang không đạt chuẩn Theo chuyên gia y học, tổn thương bị nhiễm xạ biểu nhiều quan đa dạng mô limpho tuỷ xương (ngừng hoạt động), niêm mạc ruột (tiêu chảy, sụt cân), máu (nhiễm độc), da (ban đỏ, viêm da, sạm da), giảm sức đề kháng thể, vô sinh, ung thư… Đặc biệt, phụ nữ mang thai chụp X – quang điều nguy hiểm thai nhi Có điều hầu hết bà mẹ khơng hay biết khơng tư vấn: việc siêu âm thai nhi chụp X – quang trình mang thai hầu hết bị ảnh hưởng xạ Đây kết luận Viện Hàn Lâm Y học Quốc gia Pháp quan thực phẩm dược phẩm Pháp (AFSSAPS) Cơ quan khuyến cáo bà mẹ nên thận trọng việc siêu âm thai mục đích chuẩn đốn bệnh, xạ phát từ máy sử dụng gây hại cho thai nhi Việc khám thai phương pháp siêu âm khơng có tác động mặt sinh học, thực lại ảnh hưởng lớn đến thai nhi, gây nguy bào thai bị nứt đốt sống hay sinh qi thai khơng có não, bị thối vị não, não lịi ngồi sọ… Vì vậy, thực tế, có nhiều bà mẹ mang thai thiếu hiểu biết chụp X – quang nguyên nhân khác cuối gây tác hại nguy hiểm đến thai nhi dẫn đến việc phải bỏ thai nguy đứa bé sinh khơng bình thường cao 4.8 Gamma rays 4.8.1 Định nghĩa Tia gamma loại xạ khơng nhìn thấy có bước sóng vào khoảng 10-14 m đến 10-10 m Sự khác xạ gamma xạ Rơghen (tia X) nguồn gốc: xạ gamma phát từ hạt nhân nguyên tử, cịn tia X sinh ngồi nhân Tốc độ lan truyền tia gamma tốc độ ánh sáng Năng lượng LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 51 phụ thuộc vào tần số độ dài bước sóng Bức xạ gamma có lượng lớn so với tia X, ánh sáng nhìn thấy, tia hồng ngoại … 4.8.2 Ứng dụng 4.8.2.1 Dao gamma Là phương tiện phẫu thuật xạ gamma tập trung, định vị ba chiều, cho phép xác định xác điều trị khối u nằm sâu não khối dị dạng động tĩnh mạch có đường kính nhỏ cm lần phẫu thuật điều kiện gây tê cục Nguyên lý hoạt động GAMMA KNIFE đơn giản Sau xác định điểm cần phẫu thuật, dựa vào chụp cắt lớp mô định vị khối u, dùng tia GAMMA (Nhiều tia xuất phát từ vị trí khác xung quanh hộp sọ chiếu lúc tia hội tụ vào vị trí u định vị) Vì điểm tập trung tia có độ lớn phá huỷ tiêu diệt khối u mà vùng não xung quanh không bị tổn thương Đó ưu điểm bật so với mổ mở Gọi phẫu thuật Dao Gamma, có nghĩa giống phẫu thuật cắt bỏ dùng dao kéo thông thường mà dùng chùm tia Gamma mảnh có lượng cao đưa vào để tiêu diệt khối u não Dao Gamma quay (có bệnh viện Bạch Mai thời điểm tại) có ưu điểm nhiều so với dao Gamma cổ điển Leksell khác chùm tia phát từ nguồn xạ, thay đổi liên tục nguồn lỗ quay Do đạt hiệu điều trị cao với mô bệnh mà liều chiếu cho mô lành lại thấp Gamma Knife để điều trị u não, tổn thương dị dạng mạch máu não có kích thước nhỏ, nằm vị trí sâu, khó với tới cách an tồn lưỡi dao mổ thơng thường Khi tổn thương nằm sâu, mổ hở thông thường, phẫu thuật viên làm tổn thương vùng não lành, gây biến chứng cho bệnh nhân sau rối loạn thần kinh, tâm thần, liệt nửa người liệt vùng thần kinh Thậm LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 52 chí đụng chạm đến trung khu thần kinh quan trọng, bệnh nhân cịn tử vong bàn mổ Gamma Knife đặc biệt có giá trị cao trường hợp u ác tính di lên não Khi di đến quan thể, u ác tính thường tạo nhiều khối u khác gây chèn ép Đối với quan thông thường, u ác tính thường khơng tạo hậu tức thời, não lại gây tăng áp lực sọ, đe dọa tức khắc đến tính mạng bệnh nhân Khi can thiệp dao gamma, tượng chèn ép giải quyết, phù não giảm nhanh chóng, kéo dài sống cho bệnh nhân 4.8.2.2 Tia gamma khử mùi khó chịu đậu Hà Lan Hình 4.18 Đậu Hà Lan ăn bổ, hay gây ợ chua Người sành ăn đậu Hà Lan tới phàn nàn chứng đầy hơi, ợ chua loại axit yếu lớp vỏ loại hạt gây ruột Một nhóm khoa học Ấn Độ tuyên bố tìm phương pháp dùng tia gamma để khử axit Nhóm khoa học Jammala Machaiah Mrinal Pednekar, Trung tâm Nguyên tử Bhabha (Ấn Độ), dùng tia gamma yếu khử gần hết thành tố axit oligosacharide vỏ đậu Hà Lan Bình thường, tiêu hóa, vi khuẩn ruột ăn thứ axit này, gây chứng đầy hơi, ợ chua khó chịu Theo ơng Machaiah, đậu Hà Lan sau xử lý tia gamma không bị nhiễm xạ, khơng gây hại cho sức khỏe Tuy nhiên, số nhà khoa học LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 53 châu Âu kịch liệt phản đối phương pháp này, họ cho tia gamma tạo thành tố gây ung thư thực vật 4.8.2.3 Kính viễn vọng tia gamma (GLAST)  Tại gọi Glast? Đó tên viết tắt Gamma-ray Large Area Space Telescope(kính viễn vọng Khơng gian tia Gamma Diện tích rộng).Nhưng Nasa mở thi tìm tên hay cho phi thuyền không gian  Nhiệm vụ Glast: Glast rọi ánh sáng vào số hoạt động mãnh liệt vũ trụ, làm thoát lượng khổng lồ dạng tia Gamma Nó quét bầu trời với vụ nổ vũ trụ khối lượng lớn,những lỗ đen khổng lồ quăng vật chất qua không gian,và trung hòa điện tử với từ trường cực mạnh Thời gian hoạt động Glast năm,nhưng kéo dài tới 10 năm  Glast làm khác? Glast tìm hiều vụ nổ vũ trụ bí mật gọi nổ tung tia gamma (gamma-ray bursts-GRBs) Những kiện phóng lượng giây với Mặt Trời phóng đời từ -10 tỉ năm Dave Thompson,nhà khoa học dự án trung tâm Bay Khơng gian Goaddard Nasa, nói: Chúng ta gãi bề mặt tượng tia gamma Chúng ta có nhiều điều cần biết chúng vận hành quan trọng vật thể tượng ảnh hưởng đến vũ trụ Đây nơi Glast tới Glast có nhiệm vụ tìm hiểu vật lí mới, nhằm rọi chiếu sáng vào chất vật thể tối chiếm khoảng 22% vũ trụ  Nguyên tắc hoạt động Glast? LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 54 Glast bước tiến so với kính viễn vọng dùng tia gamma trước bao trùm loại tia sáng tin với giới hạn lượng cao nhờ quang phổ điện từ Tiến sĩ Steven Ritz, nhà khoa học cầm đầu Glast, cho biết: Glast đàn dương cầm, có tới khoảng 23 bát âm Với khả lớn đến vậy, quan trọng kinh ngạc  Glast hoạt động sao? Dụng cụ phi thuyền khơng gian Kính viễn Vọng Diện tích rộng (Large Area Telescope-Lat) Những tia gamma mang theo nhiều lượng bị bắt giữ theo quy ước ,nên kính viễn vọng khơng có thấu kính hay gương phản chiếu Thay vào Glast sử dụng nhiều lớp kim loại để bắt giữ xạ lượng từ không gian Một Glast lên tới quỹ đạo, phi thuyền kiểm tra lại đến tuần lễ thứ ba sau phóng đi, dụng cụ phi thuyền bắt đầu bắt sóng kiểm tra kích cỡ Hình 4.19 Hình ảnh Glast LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 55 Hình 4.20 Hình ảnh Glast Hình 4.21 Hình ảnh Glast LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 56 TÀI LIỆU THAM KHẢO Nguyễn Hữu Chí (2003), Điện động lực học, nhà xuất Đại học Quốc gia thành phố Hồ Chí Minh Phạm Văn Đổng, Hồng Lan (2002), Giáo trình điện động lực học thuyết tương đối Phan Thanh Vân (2007), Giáo trình vơ tuyến điện tử, Đại học sư phạm thành phố Hồ Chí Minh http://baiviet.phanvien.com/2008/6/13/dieu-tri-dau-lung-bang-song-radio.html http://giadinh.net.vn/home/20090225110344821p1044c1046/chua-viem-gan- bang-song-radio.htm http://www.nld.com.vn/208963P1073C1089/dieu-tri-amidan-bang-song- radio.htm http://suckhoedoisong.vn/200891515532370p0c63/tia-cuc-tim-gay-hai-cho- suc-khoe-nhu-the-nao.htm http://thietbiloc.com/cong-nghe-loc/14-tiet-trung-diet-khuan-bang-tia-cuc-tim http://thptnguyencongtru.org/diendan/thread-17303-post- 100248.html#pid100248 10 http://vi.wikipedia.org/wiki/S%C3%B3ng_Radio 11 http://vi.wikipedia.org/wiki/Ph%C6%B0%C6%A1ng_tr%C3%ACnh_Maxwell 12 http://vi.wikipedia.org/wiki/S%C3%B3ng_Radio 13 http://vi.wikipedia.org/wiki/Tia_X 14 http://vi.wikipedia.org/wiki/Radar 15 http://vietbao.vn/Vi-tinh-Vien-thong/Song-WiFi-khong-gay-hai-cho-suckhoe/65092740/217/ LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 57 16 http://vietbao.vn/Khoa-hoc/Su-dung-song-radio-tieu-diet-sau-bo-trong-hat-saykho/20016817/188/ 17 http://vietbao.vn/Suc-khoe/Dung-song-radio-tri-hen/45233139/248/ 18 http://vietbao.vn/Khoa-hoc/Cong-nghe-nhin-xuyen-vat-the/45224951/188/ 19 http://vietbao.vn/O-to-xe-may/Dung-X-quang-trong-che-tao-dongco/10934026/350/ 20 http://vietnamen.wordpress.com/2008/10/28/x-ray-crystallography/ 21 http://www.phuongkhuongmai.gov.vn/NewDetail.asp?ID=83&IDL=242&IDD =3213 22 http://www.suckhoe360.com/Benh-thuong-gap/Ung-thu-gan/Pha-ung-thu-ganbang-song-radio.php 23 http://www.thietbiysinh.com/forum/showthread.php?t=936 24 http://www.tuoitre.com.vn/Tianyon/Index.aspx?ArticleID=106895&ChannelI D=11 25 http://www.vietduchospital.edu.vn/news_detail.asp?ID=2&CID=2&IDN=6709 26 http://www.vnmedia.vn/NewsDetail.asp?NewsId=91062&Catid=35 27 http://xalo.vn/xemketqua.xalo?module=tintuc&xs=AB6BAFFD115B708B69B 50634E40334CD&idx=7&q=b%C6%B0%E1%BB%9Bc+s%C3%B3ng+s%C3%B 3ng+radio&p=1&title=C%C4%83ng+da%2C+l%C3%A0m+tan+m%E1%BB%A1 +b%E1%BA%B1ng+%3Cb%3Es%C3%B3ng%3C%2Fb%3E+t%E1%BA%A7n+s %E1%BB%91+%3Cb%3Eradio%3C%2Fb%3E&url=http%3A%2F%2Fwww.sggp org.vn%2Fyhoc%2F2006%2F7%2F55394%2F 28 http://xemtintuc.info/news/17/2342/33B9BA9E6/52002-04/ LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ... CHỌN ĐỀ TÀI Nhóm chọn đề tài ? ?Sóng điện từ? ?? lí sau: _ Việc nghiên cứu ? ?Sóng điện từ? ?? giúp hiểu rõ cầu nối ? ?điện – từ học” “quang học” _ ? ?Sóng điện từ? ?? vấn đề quan trọng Vật lý học đời sống _ ? ?Sóng. .. phương trình Maxwell mô tả trường điện từ tự 10 2.3 Phương trình sóng điện từ 11 Chương PHÂN LOẠI SÓNG ĐIỆN TỪ 13 Chương ỨNG DỤNG SÓNG ĐIỆN TỪ 15 4.1 Radio waves: ... thành sóng điện từ Sóng điện từ trường điện từ biến đổi truyền không gian LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 10 CHƯƠNG PHƯƠNG TRÌNH SĨNG ĐIỆN TỪ 2.1 Khái niệm sóng điện từ